第3章 系统安全分析
第三章安全分析
本章学习目标
1. 掌握系统安全分析的定义、内容和系统安全分析方法选择的基本原则。
2. 熟悉几种常用的定性和定量的系统安全分析方法的基本功能、特点和原理。
3. 掌握几种系统安全分析方法的分析过程、格式、计算方法。
4. 了解各种定性和定量方法之间的区别和联系。
系统安全分析方法是安全系统工程的重要组成部分，是对系统存在的危险性进行定性和定量分析的基本方法。系统安全分析的方法有数十种之多，应根据实际的条件和需求选择相应的分析类型和分析方法。本章的主要内容是掌握各种系统安全分析的方法以及各种分析方法的概念、内容、应用范围和适用性。每一种分析方法都将从基本概念、特点、格式、分析程序以及应用实例等几个方面入手，进行系统地学习，学习思路如图3-1所示。
图3-1 系统安全分析学习思路和内容
3.1 概述
系统安全分析（system safety analysis）是从安全角度对系统进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。系统安全分析是系统安全评价的基础，定性的系统安全分析是定量的系统安全评价的基础。
系统安全分析的目的是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障和事故。
一、系统安全分析的内容
系统安全分析从安全角度对系统中的危险因素进行分析，分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系。主要包括以下6个方面的内容。
（1）对可能出现的、初始的、诱发的以及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行分析。
（2）对系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行分析。
（3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。
（4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最佳办法进行分析。
（5）对不能根除的危险因素，失去或减少控制措施可能出现的后果进行分析。
（6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损伤的安全防护措施进行分析。
二、系统安全分析的方法
系统安全分析的方法可运用于不同的系统安全分析过程，常用的有以下几种方法。
（1）安全检查表法（Safety Check List，简称SCL）
（2）预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，简称PHA)
（3）故障类型和影响分析（Failure Modes and Effects Analysis，简称FMEA）
（4）危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP）
（5）事件树分析（Event Tree Analysis，简称ETA）
（6）事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）
（7）因果分析（Cause-Consequence Analysis，简称CCA）
这些方法可以按分析过程的相对时间进行分类；也可以按分析的对象和分析的内容进行分类。为了使大家有比较清晰的认识，我们将按照数理方法、逻辑方法和分析过程进行分类。
1. 按数理方法分类
按照数理方法进行分类，可以分为定性分析和定量分析2种。
（1）定性分析法
定性分析是对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。安全检查表、预先危险性、危险性和可操作性分析等属于定性分析方法。
（2）定量分析法
定量分析是在定性分析的基础上，运用数学方法分析系统事故及影响因素之间的数量关系，对事故的危险作出数量化的描述和判断。故障类型与影响分析（危险度）、事件树分析、事故树分析、因果分析等属于定量分析方法。
2. 按逻辑方法分类
按照逻辑方法分类，可以分为归纳法和演绎法2类。
（1）归纳法
归纳法是从事故发生的原因推论事故结果的方法，通过对基本事件的分析，来总结和确定系统的安全状态。安全检查表、预先危险性、故障类型与影响分析、危险性和可操作性分析、事件树分析等，都属于归纳法。这种方法从故障或失误出发，探讨可能导致的事故或系统故障，从而确定危险源。
归纳法的优点是可以无遗漏的考察、辨识系统中的所有危险源。缺点是对于复杂的系统或危险源很多的系统，分析工作量大，没有重点。
（2）演绎法
演绎法是从事故结果推论事故原因的方法，通过系统发生的事故类型和性质，去探寻导致系统发生事故的原因。事故树分析、因果分析等属于演绎法。这种方法从事故或系统故障出发，即从危险源出发，查找与事故（或故障）有关的危险因素。演绎法的优点是可以把注意力集中在有限的范围内，提高工作效率。缺点
是对于遗漏的危险源（或未知危险源）可能造成的事故无法分析。
3. 按事件的过程分类
按照事故的过程和环境的变化进行分类，可以分为静态分析方法和动态分析方法2类。
（1）静态分析法
静态分析是对系统事故危险的分析不能反映出事故过程和环境变化的特点。安全检查表、预先危险性分析、故障类型及影响分析、危险性和可操作性分析、事故树分析等属于静态分析法。
（2）动态分析法
动态分析是指对系统事故危险的分析能够反映出事故过程和环境变化的特点。事件树分析、因果分析等属于动态分析法。
综上所述，表3-1给出了各种系统安全分析方法的归属。
表3-1 危险性分析方法分类
危险分析方法安全检
查表
预先危险
性分析
故障类型
和影响分
析
危险性和
可操作性
研究
事件树
分析
事故树
分析
因果
分析
归纳法√√√√√
演绎法√√
定性法√√√√√√√
定量法√√√√
静态法√√√√√
动态法√√
三、系统安全分析方法的选择
首先，要考虑系统所处的寿命阶段。在系统寿命不同阶段的危险因素辨识中，选择相应的方法。例如，在系统的开发设计初期，应优先选择预先危险性分析方法，对系统中可能出现的安全问题进行分析。在系统的运行阶段，选择危险性和可操作性方法、故障模型和影响分析等进行较为详细的分析。还可以选择事件树分析、事故树分析、因果分析等对系统的安全性进行进一步的定量分析。表3-2给出了系统寿命期间各阶段可供参考的系统安全分析方法。
表3-2 系统安全分析方法的适用情况
分析方法开发
研究
方案
设计
样机
详细
设计
建造
投产
日常
运行
改建
扩建
事故
调查
拆除
检查表√√√√√√√预先危险性分析√√√√√
危险性与可操作性研
究
√√√√√
故障类型和影响分析√√√√√事故树分析√√√√√√
事件树分析√√√√
因果分析√√√√√
其次，针对系统的复杂程度、规模、工艺类型、操作类型来选择具体的系统安全分析方法。例如，对于化工工艺过程，可以选择危险性与可操作性分析。对于机械和电气过程的危险性分析，可以选择故障类型和影响分析。由单一故障引起的事故，选择危险性与可操作性分析。由许多因素共同引起的事故，选择事故树、事件树分析。危险性高的系统，选择危险性与可操作性分析、故障类型与影响分析、事件树、事故树等方法。危险性较低的系统，选择安全检查表法进行分析。
3.2 安全检查表
一、基本概念
安全检查表是根据有关安全规范、标准、制度以及其它系统安全分析方法分析的结果，对一个系统或设备进行安全检查和安全诊断，找出各种不安全因素，以提问的方式把这些不安全因素按照其重要程度编制成表格，这种安全检查的专用表格称之为安全检查表。安全检查表是实施安全检查和安全诊断的项目明细表，是安全检查结果的备忘录。
安全检查表的优点是完整、直观、清楚、简单、易控制，为事故后果模拟提供统计依据。其缺点是对于复杂系统工作量大，不能定量分析。
二、安全检查表的格式
安全检查表必须包括系统的全部主要检查部位，不能忽略主要的和潜在的不安全因素，应从检查部位中引申和发掘与之有关的其它潜在危险因素。检查表格式包括分类、项目、检查要点、检查情况与处理、检查日期以及检查者等。检查要点以提问方式列出，检查情况用“是”和“否”或用“ ”和“ ”表示。安全检查表的格式如表3-3所示。
表3-3 安全检查表基本格式
四、安全检查表的编制程序
安全检查表的编制流程示意图如图3-2所示。
图3-2 安全检查表的编制流程示意图
编制安全检查表的过程，也是对系统进行安全分析的过程.因此，在安全检查表的制定过程中，要根据有关规程或标准，并总结本单位和外单位的经验。同时，可以借鉴其它系统安全分析方法的分析结果，使得安全检查表能够真正地用于事故预防与控制，成为一种科学化管理简单易行的基本方法。
六、应用实例
例1 某型飞机前轮转弯系统的安全检查表
表3-4给出了某型飞机前轮转弯系统的安全检查表。
表3-4 某型飞机前轮转弯系统的安全检查表
序号检查部位及内容标准要求依据标准检查结果（是/
否）
改进措施负责人
1 限流器完好，可靠设计标准××条
2 减压器完好，可靠设计标准××条
3 电磁开关完好，可靠设计标准××条
4 摩擦离合器完好，可靠设计标准××条
5 前轮转弯活门滑轮完好，可靠设计标准××条
6 换向滑轮完好，可靠设计标准××条
7 左操纵滑轮完好，可靠设计标准××条
8 微动开关完好，可靠设计标准××条
9 控制开关完好，可靠设计标准××条
10 自动保护开关完好，可靠设计标准××条
11 右操纵滑轮完好，可靠设计标准××条
12 右操纵手轮完好，可靠设计标准××条
13 同轴转接滑轮完好，可靠设计标准××条
14 新增换向滑轮完好，可靠设计标准××条
15 左操纵手轮完好，可靠设计标准××条
检查日期：××××年××月××日××时检查者：×××
3.3 预先危险性分析
一、基本概念
预先危险性分析又称初步危险性分析，是指在没有掌握详细的资料的时候，用来辨识和分析系统中潜在的危险和有害因素，确定危险等级，并制定相应的安全对策措施，防止事故的发生。尽可能在付诸实践时找出错误，控制或消除危险。
预先危险性分析是在系统开发初期阶段和设计阶段对系统中存在的危险类别、形成条件、事故后果等进行安全分析识别，常用于新系统设计、已有系统改造之前的方案设计以及选址阶段的方案设计等。
二、预先危险性分析的特点
（1）预先危险性分析在系统开发的初期就可以识别、控制危险因素，用最小的代价和成本消除或减少系统中的危险因素。
（2）该分析方法简单、经济、有效。
（3）能为项目开发组分析和设计提供指南。
三、预先危险性分析的步骤
预先危险性分析包括准备、审查和结果汇总3个阶段。
（1）准备阶段
对系统进行分析之前，要收集资料，借鉴类似系统的安全检查表和相关资料。要弄清楚系统的功能、结构、采用的工艺过程、选用的设备、相关物资和材料等。
（2）审查阶段
通过对方案设计、工艺、设备、场所、物质、环境因素、运行、试验、维修、应急、辅助设备、安全装备等的安全审查，辨别危险因素，确定风险等级。根据审查结果，危险等级分为4级，如表3-5所示。
表3-5 危险等级划分
危险等级状态特征和要求
Ⅰ级安全的暂时不能发生事物，可以忽略
Ⅱ级临界的有导致事故的可靠性，事故处于临界状态，可能造成人员伤亡和
财产损失，应采取措施予以控制
Ⅲ级危险的可能导致事故发生，造成人员伤亡或财产损失，必须采取措施进
行控制
Ⅳ级灾难的会导致事故发生，造成人员伤亡或财产巨大损失，必须立即设法
清除
（3）结果汇总阶段
汇总审查结果，根据风险等级，按轻重缓急制定风险控制措施。内容包括事故及其产生原因、可能后果、危险性级别、应采取的措施等。
四、预先危险性分析的基本格式
预先危险性分析的基本格式如表3-6所示，格式可以根据需要加以增删和调整。
五、预先危险性分析的程序
预先危险性分析的程序如图3-3所示。
图3-3 预先危险性分析的程序
3.4 故障类型和影响分析
一、基本概念
（1）故障（Failure）
系统、子系统或元件在运行的过程中，由于性能低劣而不能完成规定功能时，称故障发生。
（2）故障类型（Failure Mode）
由不同故障机理显现出来的各种故障现象的变现形式。一个元件或系统可以有多种故障类型。
（3）故障等级（Failure Classification）
根据故障类型对系统或子系统影响的程度不同而划分的等级。
（4）故障影响（Failure Effect）
某种故障类型对系统、子系统、单元的操作、功能或状态所造成的影响。
（5）故障严重度（Severity）
考虑故障所能导致的最严重的潜在后果，并以伤害程度、财产损失或系统永久破坏加以度量。
（6）故障类型与影响分析（Failure Modes and Effects Analysis）
采用系统分割的概念，根据实际需要分析的水平，把系统分割成子系统或进一步分割成元件。然后逐个分析元件可能发生的故障和故障类型（状态），再分析故障类型对系统以及整个系统产生的影响，最后采取措施加以解决。
故障类型和影响分析是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。系统的子系统在运行过程中会发生故障。查明各类故障对邻近子系统或元件的影响，以及组中对系统的影响，以及消除或控制的措施。这种系统安全分析方法属于归纳方法，早期的故障类型和影响分析只能做定性分析，后来在分析中引入了故障发生难易程度的评价或发生的概率，再将之与致命度分析（Critical Analysis）结合起来，构成故障类型和影响、危险度分析（FMECA）。如果确定了每个元件的故障发生概率，就可以确定设备、系统或装置发生的概率，就可以定量的描述故障的影响。
二、故障类型与影响分析的特点
（1）不仅对系统的各个元件的故障进行分析，而且对其影响进行分析，有重点地解决安全问题。
（2）适用于系统危险性分析的各个阶段。
（3）既可以应用于简单系统，又可以用于复杂系统的分析。
三、故障类型与影响分析的格式
表3-8给出了故障类型与影响的格式。
四、故障类型与影响分析的分析程序
故障类型和影响分析通常包括以下5个方面的内容。
（1）掌握和了解所要分析的对象系统。
（2）对系统元件的故障类型和产生原因进行分析。一种元件至少有4种故障类型，即意外运行、运行不准时、停止不及时和运行期间故障。在进行元素故障类型分析时，该元素可能是其他元素故障的原因，也可能是导致重大故障或事故的原因。
（3）分析故障类型对系统和元件的影响，重点分析元素故障类型对相邻元素的影响，元素故障类型对整个系统的影响，元素故障类型对子系统及周围环境的影响。
（4）汇总结果，提出改正措施。
（5）列表。
图3-5给出了故障类型与影响分析程序。
图3-5 故障类型与影响分析程序
五、应用实例
例3 空气压缩机故障类型与影响分析
空气压缩机是在土木工程的道桥工程、地下工程等施工时常用的动力设备，储气罐属于一种易出事故的高压容器。表3-9给出了空气压缩机储气罐的故障类型及影响分析结果。
故障类型与影响分析在航空领域得到了广泛的应用。20世纪50年代初，美国第一次将FMEA思想用于一种战斗机操作系统的设计分析中。60年代中期，FMEA正式用于航天系统的设计。1976年，美国国防部颁布了FMEA军用标准。1988年，美国联邦航空局发布通报要求所有航空系统得设计和分析必须使用FMEA。1994年，FMEA成为QS-9000的认证要求。FMEA在实践中形成了完整科学的分析方法。目前，航空领域广泛应用该方法进行诸如发动机、油箱、起落架等设计的危险性分析。
六、故障类型及其影响和危险度（致命度）分析
将故障类型及影响分析和危险度分析相结合，便可以从定性分析发展到定量分析，称为故障类型及其影响和危险度分析。这种方法在分析时，首先进行故障类型及其影响分析。根据分析结果，再输入各种故障的危险度指标，即可得到定量的危险分析。危险度分析的目的在于定量地评价每种组成元素故障类型的危险程度，危险度分析有以下2种方法。
1. 采用2项指标的危险度分析
采用的2项指标分别为元素故障类型出现的概率和故障后果的严重度。表3-10和表3-11分别给出了美国杜邦公司的严重度分级和概率值。
表3-10 危险发生等级和概率标准
发生等级非常容易发
生容易发生偶尔发生不常发生几乎不发
生
很难发生
发生概率1×10-11×10-21×10-31×10-41×10-51×10-6
表3-11 危险等级划分及校正措施
危险度大（危险）中（临界）小（安全）校正措施立即停止作业及时检修注意观察
2. 采用1项指标的危险度分析
采用元素运行百万小时（次）发生的故障次数来衡量危险度C ，计算公式如下所示。
()
∑=??????=n
j t k k C 1
62110λβα (3-1)
式中，n ——导致系统故障或事故的故障类型的数目；
T ——元素的运行时间； Λ——元素的基本故障率； k 1·k 2——实际运行状态的修正系数和实际运行环境的修正系数；
α——导致系统故障或事故的故障类型数目占全部故障类型数目的比例；
β——导致系统故障或事故的故障类型出现时，系统发生故障或事故的概率。表3-12给出了β的可参考值。
表3-12 β的参考值
影响程度 实际的损失 可预计的损失 可能出现的损失 没有影响 发生概率（β）
β=1.00
0.1 ≤ β < 1
0 < β < 0.1
β= 0
3. 应用实例
例4 民用运输机起落架系统故障分析
（1）背景资料：中国民航四川省航空公司维护信息统计，起落架系统故障约占飞机总故障的7.2%，其中2%左右的故障引起重要事件。波音公司提供的事故和征候统计，起落架故障占15%~17%。空客公司提供的事故和征候统计，起落架故障占12.1%。
（2）以波音飞机起落架故障类型为例，进行故障类型与影响分析。 1）找出故障分布和故障类型
起落架的故障分布主要在构件损伤、轮胎组件、收放系统、前轮转弯系统和刹车系统等方面。其中构件主要指结构受力件，如起落架舱门拉杆、摇臂、锁钩、扭力臂接耳、连接螺栓、起落架支柱外筒、动作筒接头等。
表3-13给出了故障分布和故障类型。
表3-13 故障分布和故障类型
故障分布 构件损伤 轮胎组件
收放系统
前轮转弯系统
刹车系统
故障类型 （%）
构件断裂（24.6） 构件松脱（5.2） 构件磨损（2.2）
轮胎爆裂（14.9） 胎面分离（13.4） 组件脱落（8.2） 着陆放不下（3.7） 接地收起（3.0） 离地收不上（1.5）
操纵失效（9.0） 机轮摆动（3.0） 其它（4.5） 刹车起火（6.0）
机轮卡滞（0.7） 2）针对每一个故障类型分别进行影响分析（部分）
表3-14给出了故障类型的影响分析。
表3-14 故障类型的影响分析
组成元素 故障类型 故障原因 故障影响 故障识别 校正措施 收放系统动作筒接头 漏油 压力波动热胀
冷缩
接头疲劳破损发生
事故 维修 使用更好的材料，缩
短更换时间 轮速传感器
工作不正
电子插件、线路
防滞故障
维修
使用更好的材料
常环境适应性差
3）进行定量分析
输入定量的数据，如故障概率、严重度等，计算影响的程度。
3.5 危险性和可操作性分析
一、基本概念
危险性和可操作性分析（简称HAZOP）是指应用系统的审查方法，审查设计已有生产工艺和工程总图，通过对装置、设备、个别部位的误操作或故障引起的潜在危险进行分析，评价其对整个延续性生产系统的影响。与其他分析方法不同的是，该分析方法由多人组成小组。实质是对系统的工艺进行全面审查，找出可能偏离设计意图的情况。分析产生的原因和造成的结果，予以控制。这种方法既适用于设计阶段，又适用于在役的生产装置。在应用过程中，经常用到以下专用术语。
（1）意图
意图是指所研究系统的工艺的某一部分欲完成的功能。在很多情况下，这种意图通过流程图来描述。
（2）偏离
偏离是指背离设计意图，与设计意图不一致。在分析过程中，需正确地运用引导词，系统地审查系统的工艺参数，找出偏离的情况。
（3）原因
此处的原因是指引起偏离的原因，这些原因可能是物的故障、人的失误、成分变化等意外的工艺状态和外界的破坏等。
（4）后果
此处的后果是指偏离系统设计意图所造成的结果。
（5）工艺参数
此处的工艺参数是指有关系统工艺的物理和化学特性，包括一般参数，如反应、混合、浓度、pH值等，还包括特殊参数，如温度、压力、相态、流量等。当系统工艺的某个部分或某个操作步骤的工艺参数偏离了设计意图时，系统的运行状态必然发生变化，从而造成系统的故障或引起事故。
（6）引导词
引导词是指在辨识危险源过程中，引导、启发人的思维，对设计意图定性或定量描述的简单词语。
表3-15给出了HAZOP分析方法中引导词的意义和注释。
表3-15 引导词的意义和注释
引导词意义注释
没有或不是对意图的完全否定意图的任何部分都没有达到，也没有其他事情发生
较多量的增加原有量的正增值，或原有活动的增加
较少量的减少原有量的负增值，或原有活动的减少
也，又量的增加与某些附加活动一起，达到全部设计或操作意图
部分量的减少只达到一些意图，没达到另一些意图
反向与意图相反与意图相反的活动或物质
不同于完全替代没有任何部分达到意图
非发生完全意外的事情
引导词是与工艺参数相结合，从而得到偏离状况。例如表3-16给出了引导词应用的例子。
表3-16 引导词应用实例
引导词 + 工艺参数 = 偏离
没有 流量 没有流量 较多 压力 压力升高 又 一种相态 两种相态 非
运行
维修
二、危险性和可操作性分析的格式
表3-17给出了危险性与可操作性分析的格式。
表3-17 危险性与可操作性格式
三、危险性和可操作性分析的程序与步骤
图3-6给出了危险性和可操作性分析的程序和步骤。
图3-6
分析的程序和步骤
四、应用实例
危险性和可操作性分析主要用于化工企业的生产条件和生产过程的危险性分析。 例5 燃油锅炉危险性和可操作性分析
某燃油锅炉进行危险性与可操作性分析评估。表3-18给出了评估分析的结果。
表3-18 燃油锅炉的危险性与可操作性分析结果
3.6 事故树分析
事故树分析方法是将系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用树形图的方式表示出来，通过对事故树的定性和定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定安全对策提供可靠依据，达到预防和控制事故发生的目的。事故树分析方法是一种演绎的系统安全分析方法，可以形象地反映事故发生的因果关系，既可以用于事故后的原因分析，又可以用于系统危险性评价与辨识；既可以定性分析，也可以定量分析。
关于事故树的基本概念及其在系统安全性分析中的应用，将在第4章中进行系统地学习。
3.7 事件树分析
一、基本概念
事件树分析是一种按事故发展顺序、由初始时间开始推断可能的后果，从而进行危险辨识的一种分析方法。事件树的分析过程是以所研究的易于出现故障或事故的最初原因作为一个初始事件，找出与其相关的后续事件，分析这些后续事件的安全或危险、成功或失败、正常或故障的两种对立状态，分别逐级推进，直至分析到系统故障或事故为止。由于这一分析过程是用一颗树状的图形直观表述的，所以称之为事件树。
初始事件是指在一定条件下能造成事故后果的最初的原因事件，后续事件是指出现在初始事件之后的一系列造成事故后果的其它原因事件。
事件树分析是一种以归纳法为基础的系统安全分析方法。不仅可以用于事先预测事故，预计事故的可能后果，为采取预防措施提供依据，而且可以用于事故发生后的分析，找出事故原因。这种方法既可以进行定性分析，也可以进行定量分析，是一种直观方便、适用性强的分析方法。与事故树分析相比较，事件树分析从初始到结束，从下向上进行分析，即从原因→危险源，是一种归纳的分析方法；故障树从事故到初始原因，从上向下进行分析，即从危险源→原因，是一种演绎的分析方法。
二、事件树分析的特点
（1）有利于辨识系统中存在的危险源。
（2）可以直观地看出事件发展的整个过程和发展的途径。
（3）可以直观地提出改进的措施。
（4）可以进行定性分析和定量计算。
（5）对于复杂的系统不适用，尤其是相互影响的系统。
三、事件树分析的分析步骤
事件树的基本内容是通过编制事件树，找出系统中的危险源和导致事故发生的连锁关系，采取预防措施。图3-8给出了分析的步骤。
图3-8 分析步骤
四、事件树图的表示形式
图3-9给出了事件树图的表示形式。
图3-9 事件树图的表示形式
由图3-9可以看出，中间事件的安全、成功、正常等状态均用英文字母表示，而事件的危险、失败、故障等状态在英文字母上部加一横杠表示。其中，S 1和S 4为无故障或事故的连锁关系；S 2、S 3和S 5为发生故障或事故的连锁关系，应采取措施。
五、事件树的定量分析
若给出起始事件和每个中间环节事件的两种不同状态的概率值，则可以根据事件树中的各连锁关系，计算该事件发生的概率。例如，根据图3-8中事件的发展方向和状态，进行定量分析。
（1）已知各中间事件安全（或成功、正常）的概率分别为P[A]、P[B]、P[C]、P[D]
则，各中间事件危险（失败、故障）的概率分别为][A P 、][B P 、][C P 、][D P （2）各连锁关系（发生途径）的发生概率分别表示为
][][][}[1C P B P A P S P ??=
][][][][2C P B P A P S P ??= ][][][3B P A P S P ?= ][][][4D P A P S P ?= ][][][5D P A P S P ?=
（3）所研究系统发生事故的概率为
235[][][]P P S P S P S =++
（4）所研究系统不发生事故的概率为
14[][]P P S P S =+
六、应用实例
例6 物料输送系统事件树分析
一台泵和两个串联阀门组成的物料输送系统示意图如图3-10所示。
图3-10 串联物料输送系统示意图
设串联系统中，输送泵A 、阀门B 和C 能正常运行的概率分别为0.95，0.90，0.90，输送泵A 、阀门B 和C 不能正常运行的概率分别为0.05，0.1，0.1。试对该串联物料输送系统的安全进行分析。
（1）首先分析串联物料输送系统发生故障的起始事件和中间事件以及它们之间的连锁关系，并建立事件树图。A 、B 、C 都有正常和失效两种状态，它们之间的连锁关系可以用事件树图表示，如图3-11所示。
图3-11 事件树图
（2）确定定量关系。
系统能正常运行的连锁关系，只有1S ，概率值为： 7695.09.09.095.0][][][}[1=??=??=C P B P A P S P
即： 0.7695P = 系统不能正常运行有：2S 、3S 、4S
0855.01.09.095.0][][][][2=??=??=C P B P A P S P
095.01.095.0][][][3=?=?=B P A P S P
4[][]0.05P S P A ==
即：不能正常运行的概率为：234[][][]10.2305P P S P S P S P =++=-=
3.8 事故的因果分析
事故的因果分析是以事故致因理论的事故因果理论（即事故因果连锁理论）为基础的。 一、因果分析方法的类型
根据事物因果致因理论，事故发生有三种类型。 （1）集中型：多原因导致事故发生。
（2）连锁型：由一个原因引起另一个原因，直至引起事故发生。 （3）复合型：既有集中型，又有连锁作用。 图3-13给出了三种类型的示意图。
图3-13 三种类型的示意图
二、事故因果分析的方法
事故的因果分析通常采用两种方法，一种是因果分析图法（鱼刺图法），另一种是将事件树和事故树相结合的原因—结果分析方法。根据事故因果理论的原理，这两种方法统归于因果分析法之列。
1. 因果分析图法（鱼刺图法）
鱼刺图法是将所研究系统中发生（或预测发生）事故的原因和结果之间的关系，采用简单文字和线条绘制成图，进行直观分析。由于所绘制的分析图类似去掉鱼肉的鱼刺，因此称之为鱼刺图法。这种方法属于定性分析方法。图3-14给出了鱼刺图法的示意图。
图3-14 鱼刺图法的示意图
从图3-14中可以看出，鱼刺图法的分析步骤可以包括以下几个方面的内容。
（1）针对结果，将要分析的事故内容写在右边，从左到右，给出分析主干，箭头指向事故内容。
（2）分析原因，按照人、机、环、管理等方面原因，绘出大枝，箭头指向主干。
（3）先主后次，对大枝原因深入分析，找出影响大枝的原因，绘出中枝，箭头指向大枝。
（4）层层深入，对中枝原因深入分析，找出影响中枝的原因，绘出小枝，箭头指向中枝。如此层层深入，直至不能再分。
2. 事件树和事故树结合的原因—结果分析法
原因—结果分析方法结合事件树动态宏观分析，事故树静态微观分析。既可以是定性分析，又可以是定量分析。其分析步骤包括以下几个方面的内容。
（1）根据所研究的事故系统，绘制事件树；
（2）以事件树的初始事件和处于危险、失败、故障的后续事件作为事故树的顶上事件绘事故树；
（3）两者结合，形成分析图；
（4）计算故障树定时间发生的概率；
（5）计算事件树各事件连锁关系发生概率，计算危险程度和事故损失。
在以上5个步骤中，前3步属于定性分析；后2步属于定量分析。
三、应用举例
例 电机系统起火因果分析
某企业因电机过热未被及时发现而燃烧，操作人员灭火不及时，自动灭火系统失灵，自动报警系统也失灵，最后导致工作区着火，造成巨大的损失。试分析造成的后果和损失。
图3-15给出了采用因果分析图。表3-19给出了各事件发生的概率值。
图3-15 电机过热引起火灾的原因-结果分析图 表3-19 各种失效事件发生概率
代号
失效事件 发生概率（次/年）
A 电机过热 0.176 B
电机着火 0.020 x 5 操作人员失误 0.100 x 6 灭火器失效 0.0365 x 7 自动灭火器控制失灵 0.0219 x 8 自动灭火器故障 0.0219 x 9 报警器控制系统失灵
0.05475
()17248.002.01176.0][][1=-?=?=B P A P S
03053.086715.002.0176.0][][][2=??=??=C P B P A P S
000447.0][][][][3=???=D P C P B P A P S
000018.0][][][][][4=????=E P D P C P B P A P S
000001.0][][][][][5=????=E P D P C P B P A P S
本 章 小 结
1. 本章共介绍了6种常用的系统安全分析方法，分别为安全检查表分析法、预先危险分析法、故障类型与影响分析法、危险性和可操作性分析法、事件树分析法、因果分析法等。其中，前4种方法为定性分析方法，后2种方法为定量分析方法。
2. 在实际的系统安全分析过程中，如果是较为复杂的系统，并不是每一种方法都独立使用的，而是几种方法的有机结合。在分析中，首先通过比较简单的定性分析找出分析重点，再有针对性地对系统风险或危害较严重的事件进行定量的分析。
思考题
1.什么是系统安全分析？
2.系统安全分析有哪些方法？有什么特点和作用？其适用范围是什么？
3.一个仓库设有火灾检测系统和喷淋系统组成的自动灭火系统。设火灾检测系统可靠度和喷淋系统可靠
度皆为0.99，应用事件树分析计算一旦发生失火时，自动灭火失败的概率？
4.试对你所熟悉的系统进行故障类型和影响分析。
5.危险性的动态分析方法有哪些？有何特点？
6.结合所学的飞行器设计课程，对你所熟悉的航空系统进行危险性分析。
7.
第3章 系统安全分析
第三章安全分析 本章学习目标 1. 掌握系统安全分析的定义、内容和系统安全分析方法选择的基本原则。 2. 熟悉几种常用的定性和定量的系统安全分析方法的基本功能、特点和原理。 3. 掌握几种系统安全分析方法的分析过程、格式、计算方法。 4. 了解各种定性和定量方法之间的区别和联系。 系统安全分析方法是安全系统工程的重要组成部分，是对系统存在的危险性进行定性和定量分析的基本方法。系统安全分析的方法有数十种之多，应根据实际的条件和需求选择相应的分析类型和分析方法。本章的主要内容是掌握各种系统安全分析的方法以及各种分析方法的概念、内容、应用范围和适用性。每一种分析方法都将从基本概念、特点、格式、分析程序以及应用实例等几个方面入手，进行系统地学习，学习思路如图3-1所示。 图3-1 系统安全分析学习思路和内容 3.1 概述 系统安全分析（system safety analysis）是从安全角度对系统进行的分析，它通过揭示可能导致系统故障或事故的各种因素及其相互关联来辨识系统中的危险源，以便采取措施消除或控制它们。系统安全分析是系统安全评价的基础，定性的系统安全分析是定量的系统安全评价的基础。 系统安全分析的目的是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障和事故。
一、系统安全分析的内容 系统安全分析从安全角度对系统中的危险因素进行分析，分析导致系统故障或事故的各种因素及其相互关系。主要包括以下6个方面的内容。 （1）对可能出现的、初始的、诱发的以及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行分析。 （2）对系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行分析。 （3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。 （4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最佳办法进行分析。 （5）对不能根除的危险因素，失去或减少控制措施可能出现的后果进行分析。 （6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损伤的安全防护措施进行分析。 二、系统安全分析的方法 系统安全分析的方法可运用于不同的系统安全分析过程，常用的有以下几种方法。 （1）安全检查表法（Safety Check List，简称SCL） （2）预先危险性分析(Preliminary Hazard Analysis，简称PHA) （3）故障类型和影响分析（Failure Modes and Effects Analysis，简称FMEA） （4）危险性和可操作性研究（Hazard and Operability Analysis，简称HAZOP） （5）事件树分析（Event Tree Analysis，简称ETA） （6）事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA） （7）因果分析（Cause-Consequence Analysis，简称CCA） 这些方法可以按分析过程的相对时间进行分类；也可以按分析的对象和分析的内容进行分类。为了使大家有比较清晰的认识，我们将按照数理方法、逻辑方法和分析过程进行分类。 1. 按数理方法分类 按照数理方法进行分类，可以分为定性分析和定量分析2种。 （1）定性分析法 定性分析是对引起系统事故的影响因素进行非量化的分析，只进行可能性的分析或作出事故能否发生的感性判断。安全检查表、预先危险性、危险性和可操作性分析等属于定性分析方法。 （2）定量分析法 定量分析是在定性分析的基础上，运用数学方法分析系统事故及影响因素之间的数量关系，对事故的危险作出数量化的描述和判断。故障类型与影响分析（危险度）、事件树分析、事故树分析、因果分析等属于定量分析方法。 2. 按逻辑方法分类 按照逻辑方法分类，可以分为归纳法和演绎法2类。 （1）归纳法 归纳法是从事故发生的原因推论事故结果的方法，通过对基本事件的分析，来总结和确定系统的安全状态。安全检查表、预先危险性、故障类型与影响分析、危险性和可操作性分析、事件树分析等，都属于归纳法。这种方法从故障或失误出发，探讨可能导致的事故或系统故障，从而确定危险源。 归纳法的优点是可以无遗漏的考察、辨识系统中的所有危险源。缺点是对于复杂的系统或危险源很多的系统，分析工作量大，没有重点。 （2）演绎法 演绎法是从事故结果推论事故原因的方法，通过系统发生的事故类型和性质，去探寻导致系统发生事故的原因。事故树分析、因果分析等属于演绎法。这种方法从事故或系统故障出发，即从危险源出发，查找与事故（或故障）有关的危险因素。演绎法的优点是可以把注意力集中在有限的范围内，提高工作效率。缺点
网络系统安全风险分析
大型企业网络安全解决方案 第一章引言 (1) 第二章网络系统概况 (2) 2」网络概况 (2) 2.2网络结构的特点 (3) 第三章网络系统安全风险分析 (3) 3」网络平台的安全风险分析 (4) 3.2系统的安全风险分析 (5) 3.3应用的安全风险分析 (5) 第四章安全需求与安全目标 (6) 4」安全需求分析 (6) 4.2系统安全目标 (7) 第五章网络安全方案总体设计 (7) 5」安全方案设计原则 (8) 5.2安全服务、机制与技术 (9) 第六章网络安全体系结构 (9) 6」网络结构 (10) 6.2网络系统安全 (10) 6.2.1网络安全检测 (10) 6.2.2网络防病毒 (11) 6.2.3网络备份系统 (11) 6.3系统安全 (12) 6.4应用安全 (12) 第一章引言
本方案为某大型局域网网络安全解决方案，包括原有网络系统分析、 安全需求分析、安全LI标的确立、安全体系结构的设计等。本安全解 决方案的LI标是在不影响某大型企业局域网当前业务的前提下，实现 对他们局域网全面的安全管理。 1 ?将安全策略、硬件及软件等方法结合起来，构成一个统一的防御系统，有效阻止非法用户进入网络，减少网络的安全风险。 2.定期进行漏洞扫描，及时发现问题，解决问题。 3?通过入侵检测等方式实现实时安全监控，提供快速响应故障的手段，同时具备很好的安全取证措施。 4.使网络管理者能够很快重新组织被破坏了的文件或应用。使系统重新恢复到破坏前的状态，最大限度地减少损失。 5.在工作站、服务器上安装相应的防病毒软件，由中央控制台统一控制和管理，实现全网统一防病毒。 第二章网络系统概况 2.1网络概况 这个企业的局域网是一个信息点较为密集的千兆局域网络系统，它所联接的现有上千个信息点为在整个企业内办公的各部门提供了一个快速、方便的信息交流平台。不仅如此，通过专线与Internet的连接，打通了一扇通向外部世界的窗户，各个部门可以直接与互联网用户进行交流、查询资料等。通过公开服务器，企业可以直接对外发布信息或者发送电子邮件。高速交换技术的采用、灵活的网络互连方案设汁为用户提供快速、方便、灵活通信平台的同时，也为网络的安全带来了更大的风险。因此，在原有网络上实施一套完整、可操
安全系统工程复习题库
安全系统工程与安全评价 【教学说明】 三个层次由低到高，高层次的要求包含低层次的内容。 了解：正确理解大纲所列知识的含义、内容并能够应用。 熟悉：对大纲所列知识有较深的认识，能够分析、解释并应用相关知识解决问题。 掌握：能够综合运用大纲所列知识开展安全评价、解决较为复杂的实际问题。 【教学要求】
一、复习重点 第一章概述 1.安全系统工程的研究内容？（掌握） 2.相对安全，本质安全的概念和意义？（掌握） 3.事故的定义？（识记）事故的特点？（理解） 第二章事故致因理论 1.事故致因理论事故致因理论即事故模式对于人们认识事故本质，指导事故调查、事故分析、事故预防及事故责任者的处理有重要作用。 2.事故因果论类型 3.多米诺骨牌理论及其分析 第三章系统安全分析 1.系统安全分析中，安全检查表的编制方法，安全检查表分析的优缺点及适用条件？ 2.根据用途和安全检查表内容，安全检查表可分为哪几种类型？ 3.预先危险分析（PHA）内容、，等级划分，优缺点、适用范围？
4.预先危险分析（PHA）与建设项目“三同时”的关系？ 5.请对某发电厂进行预先危险性分析（依据文件是？）。 6. FMEA概念，故障的概念。故障类型及影响分析（FMEA）分析步骤，方法特点及适用范围？（应用） 7.简述危险和可操作性研究方法的基本概念、基本步骤、适用范围和特点。 8.事件树与事故树关系 9.事件树定量分析 第四章事故树分析 1. 掌握例题9 2. 掌握例题10 3. 掌握例题11 4. 掌握例题12 第五章系统安全评价 1. 安全评价概念，安全标准分类及理解 2. 安全评价目的、意义，安全评价依据、 3. 安全评价分类，“三同时”与安全评价关系 1）安全预评价是“三同时”的保证。通过安全预评价，可有效地提高工程安全设计的质量和投产后的安全可靠程度；在设计阶段，必须落实安全预评价所提出的各项措施，切实做到建设项目在设计中的“三同时”。 2）安全现状评价可客观地对生产经营单位安全水平作出结论，使生产经营单位不仅了解可能存在的危险性，而且明确如何改进安全状况。从而实现建设项目在施工中的“三同时”。 3)安全验收评价是“三同时”的验证。通过安全验收评价，比照国家有关技术标准和规范，对建设项目设备、设施及系统进行符合性评价，提高安全达标水平。实现投入生产和使用的“三同时”。 4. 安全评价原理
郑州大学数值分析重点考察内容及各章习题
《数值分析》 重点考察内容及各章作业答案 学院： 学号： 姓名：
重点考察内容 基本概念（收敛阶，收敛条件，收敛区域等）, 简单欧拉法。 第一章基础 掌握：误差的种类，截断误差，舍入误差的来源，有效数字的判断。 了解：误差限，算法及要注意的问题。 第二章插值 掌握：Hermite插值，牛顿插值，差商计算，插值误差估计。 了解：Lagrange插值 第三章数据拟合 掌握：给出几个点求线性拟合曲线。 了解：最小二乘原理 第四章数值积分微分 掌握：梯形公式，Simpson公式，代数精度，Gauss积分，带权Gauss积分公式推导，复化梯形公式推导及算法。 了解：数值微分，积分余项 第五章直接法 掌握：LU分解求线性方程组，运算量 了解：Gauss消去法，LDL，追赶法 第六章迭代法 掌握：Jacobi,Gauss-Seidel迭代格式构造，敛散性分析，向量、矩阵的范数、谱半径 了解：SOR迭代 第七章Nolinear迭代法 掌握：牛顿迭代格式构造，简单迭代法构造、敛散性分析，收敛阶。 了解：二分法，弦截法 第八章ODE解法 掌握：Euler公式构造、收敛阶。 了解：梯形Euler公式、收敛阶，改进Euler公式 题目类型：填空，计算，证明综合题
第一章 误差 1. 科学计算中的误差来源有4个，分别是________，________，________，________。 2. 用Taylor 展开近似计算函数000()()'()()f x f x f x x x ≈+-，这里产生是什么误差？ 3. 0.7499作 3 4 的近似值，是______位有效数字，65.380是舍入得到的近似值，有____几位有效数字，相对误差限为_______. 0.0032581是四舍五入得到的近似值，有_______位有效数字. 4. 改变下列表达式，使计算结果比较精确： （1）11,||1121x x x x --++ （2 ||1x （3） 1cos ,0,|| 1.x x x x -≠ （4）sin sin ,αβαβ-≈ 5. 采用下列各式计算61)时，哪个计算效果最好？并说明理由。 （1） （2 ）99-3 ）6 (3-（4 6. 已知近似数*x 有4位有效数字，求其相对误差限。 上机实验题： 1、利用Taylor 展开公式计算0! k x k x e k ∞ ==∑，编一段小程序，上机用单精度计算x e 的函数 值. 分别取x =1，5，10，20，-1，-5，-10，-15，-20，观察所得结果是否合理，如不合理请分析原因并给出解决方法. 2、已知定积分1 ,0,1,2,,206 n n x I dx n x ==+? ,有如下的递推关系 111 110 0(6)61666 n n n n n x x x x I dx dx I x x n ---+-===++-? ? 可建立两种等价的计算公式 (1) 1016,0.154n n I I I n -= -=取； (2) 12011),0.6n n I nI I n -=-=（取
计算机系统安全性分析
计算机系统安全性分析 摘要： 1 引言 随着计算机科学技术的迅速发展和广泛应用，计算机系统的安全问题已成为人们十分关注的重要课题。对计算机系统的威胁和攻击主要有两类：一类是对计算机系统实体的威胁和攻击；一类是对信息的威胁和攻击。计算机犯罪和计算机病毒则包含了对实体和信息两个方面的威胁和攻击。计算机系统实体所面临的威胁和攻击主要指各种自然灾害、场地和环境因素的影响、战争破坏和损失、设备故障、人为破坏、各种媒体设备的损坏和丢失。对实体的威胁和攻击，不仅造成国家财产的严重损失，而且会造成信息的泄漏和破坏。因此，对计算机系统实体的安全保护是防止对信息威胁和攻击的有力措施。对信息的威胁和攻击主要有两种方式：一种是信息泄漏，一种是信息破坏。信息泄漏是指故意或偶然地侦收、截获、窃取、分析、收集到系统中的信息，特别是机密信息和敏感信息，造成泄密事件。信息的破坏是指由于偶然事故或人为因素破坏信息的完整性、正确性和可用性，如各种软硬件的偶然故障，环境和自然因素的影响以及操作失误造成的信息破坏，尤其是计算机犯罪和计算机病毒造成信息的修改、删除或破坏，将导致系统资源被盗或被非法使用，甚至使系统瘫痪。 2、计算机系统安全概述 计算机系统（computer system）也称计算机信息系统（Computer Information System），是由计算机及其相关的和配套的设备、设施(含网络)构成的，并按一定的应用目标和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。计算机系统安全（computer system security）中的“安全”一词是指将服务与资源的脆弱性降到最低限度。脆弱性是指计算机系统的任何弱点。
第二章-系统安全分析-故障类型和影响分析
第二章-系统安全分析-故障类型和影响分析． 2.4 故障类型和影响分析 故障类型和影响分析FMEA（Failure Model and Effects Analysis）是对系统各组成部分、元件进行分析的重要方法。系统的子系统或元件在运行过程中会发生故障，而且往往可能发生不同类型的故障。例如，电气开关可能发生
接触不良或接点粘连等类型故障。不同类型的故障对系统的影响是不同的。这种分析方法首先找出系统中各子系统及元件可能发生的故障及其类型，查明各种类型故障对邻近子系统或元件的影响以及最终对系统的影响，以及提出消除或控制这些影响的措施。 故障类型和影响分析是一种系统安全分析归纳方法。 早期的故障类型和影响分析只能做定性分析，后来在分析中包括了故障发生难易程度的评价或发生的概率。从而把它与致命度分析（Critical Analysis）结合起来，构成故障类型和影响、危险度分析（FMECA）。这样，若确定了每个元件的故障发生概率，就可以确定设备、系统或装置的故障发生概率，从而定量地描述故障的影响。 2.4.1 故障类型
系统、子系统或元件在运行过程中，由于性能低劣，不能完成规定的功能时，则称为故障发生。 系统或元件发生故障的机理十分复杂，故障类型是由不同故障机理显现出来的各种故障现象的表现形式。因此，一个系统或一个元件往往有多种故障类型。 表2-6 为一般机电产品、设备常见故障类型。 2 2-6 常见故障类型表结构破损外漏不能开机无输入 无输出机械性卡住超出允许上限不能关机电短路不能切换振动超出允许下限
电开路不能保持在指定位置上提前运行间断运行 漏电滞后运行不能开启运行不稳定其它意外运行输入量过大不能关闭误开错误指示输入量过小误关输出量过大流动不畅输出量过小假运行内漏 对产品、设备、元件的故障类型、产生原因及其影响应及时了解和掌握，才能正确地采取相应措施。若忽略了某些故障类型，这些类型故障可能因为没有采取防止措施而发生事故。例如，美国在研制NASA 卫星系统时，仅考虑了旋转天线汇流环开路故障而忽略了短路故障，结果由于天线汇流环短路故障使发射失败，造成1亿多美元的损失。掌握产品、设备、元件的故障类型需要积累大量的实际工作经验，特别是通过故障类型和影响分析来积累经验。 2.4.2 分析程序
计算机系统安全性分析
计算机系统安全性分析 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
计算机系统安全性分析 摘要： 1 引言 随着计算机科学技术的迅速发展和广泛应用，计算机系统的安全问题已成为人们十分关注的重要课题。对计算机系统的威胁和攻击主要有两类：一类是对计算机系统实体的威胁和攻击；一类是对信息的威胁和攻击。计算机犯罪和计算机病毒则包含了对实体和信息两个方面的威胁和攻击。计算机系统实体所面临的威胁和攻击主要指各种自然灾害、场地和环境因素的影响、战争破坏和损失、设备故障、人为破坏、各种媒体设备的损坏和丢失。对实体的威胁和攻击，不仅造成国家财产的严重损失，而且会造成信息的泄漏和破坏。因此，对计算机系统实体的安全保护是防止对信息威胁和攻击的有力措施。对信息的威胁和攻击主要有两种方式：一种是信息泄漏，一种是信息破坏。信息泄漏是指故意或偶然地侦收、截获、窃取、分析、收集到系统中的信息，特别是机密信息和敏感信息，造成泄密事件。信息的破坏是指由于偶然事故或人为因素破坏信息的完整性、正确性和可用性，如各种软硬件的偶然故障，环境和自然因素的影响以及操作失误造成的信息破坏，尤其是计算机犯罪和计算机病毒造成信息的修改、删除或破坏，将导致系统资源被盗或被非法使用，甚至使系统瘫痪。 2、计算机系统安全概述 计算机系统（computer system）也称计算机信息系统（Computer Information System），是由计算机及其相关的和配套的设备、设施(含网络)构成的，并按一定的应用目标和规则对信息进行采集、加工、存储、传输、检索等处理的人机系统。计算机系统安全（computer system security）中的“安全”一词是指将服务与资源的脆弱性降到最低限度。脆弱性是指计算机系统的任何弱点。
安全系统工程习题1
第三章安全评价 一、填空题 1、安全系统工程的基本内容包括（危险源辨识）、风险评价和（风险控制）。 2、按照国家安全生产监督管理局第“安监管技装字[2002]45号”文件，安全评价分为（安全预评价）、安全验收评价、（安全现状综合评价）和专项安全评价。 3、安全预评价是根据（建设项目可行性研究报告）的内容，分析和预测该建设项目存在的危险、危害因素的种类和程度，提出合理可行的安全技术设计和安全管理建议的过程。 4、“三同时”是指生产经营单位的新建、改建、扩建工程项目的（安全设施）必须与主体工程同时设计、同时施工、（同时投入生产和使用）。 5、《中华人民共和国安全生产法》第二十五条规定，矿山建设项目和用于生产、（储存）危险物品的建设项目，应当分别按照国家有关规定进行（安全条件论）证和（安全评价）。 6、爆炸是指物质由一种状态迅速转化为（另一种状态），或一种物质迅速转化为另一种物质，在瞬间释放出（大量能量）的过程。 7、专家评议法包括专家评议法和（专家质疑法）二种。 8、防止人失误的技术措施有用机器代替人、（冗余系统）、耐失误设计、警告和（人、机、环境匹配）等。 9、安全教育的三个阶段是安全知识教育、（安全技能教育）和（安全态度教育）。
10、现代安全管理的特征是全员参加安全管理、（全过程安全管理）、（全方 位安全管理）。 11、1X 、2X 是两个独立的基本事件，事故发生的结构函数为21X X T +=， 各基本事件发生的概率为1.0)(1=X P ，05.0)(2=X P ，则发生事故的概率是 ( 0.145 ) 12、引起事故发生的结构函数为))((432214231X X X X X X X X X T +++=， 则导致发生事故的基本事件集合是(X2X4+X1X2X3+X1X3X4 )。 13.从事故发生的中间过程出发，以关键词为引导，找出生产过程中工艺状 态的偏差，然后分析找出偏差的原因、后果及应对措施的评价方法是( 危险 和可操作性研究 )。 14.在事故树分析方法中，某些基本事件共同发生可导致顶上事件的发生， 这些基本事件的集合，事故树的（割集 ）。 15.在进行危险、有害因素的识别时，要全面、有序地进行识别，防止出现 漏项，识别的过程实际上就是（系统安全分析）的过程。 16.生产经营单位新建、改建、扩建工程项目安全设施“三同时”评价工作， 属于安全评价类型的( 专安全验收评价 )。 17.针对其一项活动或场所，以及一个特定的行业、产品、生产方式或生产 装置等存在的危险、有害因素进行的评价属于（ 专项安全评价）。 18.在绘制事故树时，下层事件R1和R2同时发生才会引起上层事件A 的 发生;反之，下层事件有一个不发生，A 也不发生，则应使用(与门)表示三者 的逻辑关系。 19.故障树也称事故树，是一种描述事故（ 因果关系）的有方向的树，是安
数值分析第三章作业
16. 求运动方程. 解：设运动方程为S = at + b,由给定数据得 616 1 =∑=i ，7.1461 =∑=i i x ， 63.536 1 2=∑=i i x ， 2806 1 =∑=i i y ，10786 1 =∑=i i i y x 得 ?? ?=+=+1078 63.537.14280 7.146a b a b 解得 b=-7.8550478，a=22.25376 运动方程为S=22.25376t-7.8550478 17.已知实验数据如下： 用最小二乘法求一个形如2bx a y +=的经验公式，并计算均方误差. 解：由题意{} 2102)(,1)(,,1x x x x span ===??φ， 所以51), (2 5 1 00==∑=i ?? 7277699),(5 1 4 11== ∑=i i x ?? 5327),(5 12 10== ∑=i i x ?? 4.271),(5 1 0== ∑=i i y y ? 5.369321),(5 1 2 1==∑=i i i y x y ? 得
?? ?=+=+5.36932172769953274 .27153275b a b a 解得：a=0.9726046，b=0.0500351 所以经验公式为 y=0.9726046+0.0500351x 2 均方误差为 : [ ] 130.0)01693.0(),(),(||||||||2 12 11022 2==--=y b y a y ??δ 18.在某化学反应中，由实验得分解物浓度与时间关系如下： 用最小二乘法求)(t f y = 解：将给定数据点画出草图，可见曲线近似指数函数，故设t b ae y =，两边取对数得 t b Ina Iny + = 记Ina A Iny y ==,，则有 t b A y 1 += 即t x x t span 1 )(,1)(},1,1{10===??φ，计算 ∑=== 11 1 2 00111),(i ??，∑=== 11 1 2 1106232136.01 ),(i i t ?? 6039755.0t 1 ),(),(11 1 i 1010∑ === =i ???? ∑=== 11 1 0639649.13),(i i y y ? ，∑=== 11 115303303.0),(i i i t y y ? 从而解得法方程为 ?? ?=+=+5303303 .0062321366.06039755.0639649 .1360397556.011b A b A
常州大学数值分析第三章
第三章作业 1.设节点x 0=0,x 1=π/8,x2=π/4,x3=3π/8,x4=π/2,试适当选取上述节点，用拉格朗日插值法分别构造cosx 在区间[0，π/2]上的一次、二次、四次差值多项式P 1（x ）,P 2(x)和P 4（x)，并分别计算P 1（π/3）,P 2(π/3)和P 4（π/3). 解： x0 x1 x2 x3 x4 x π/8 π/4 3π/8 π/2 y=cosx 1 0.923879 0.707106 0.382683 （1）选择x0=0,x4=π/2的节点 y0=cosx0=1,y4=cosx4=0,可得 ) () ()()()(0101 1010 1x x x x y x x x x y x P --+--=，即 333333 .0)3/(1636620.0)(11≈+-≈πP x x P （2）选择x0=0,x2=π/4,x4=π/2的节点 y0=cosx0=1,y2=cosx2=0.707106,y4=cosx4=0,可得 ) )(())(())(() )(())(())(()(1202102 2101201 2010210 1x x x x x x x x y x x x x x x x x y x x x x x x x x y x P ----+----+----=,即 145968 .1)3/(1511124.5482067.1)(222≈++-≈πP x x x P （3）选择x0=0,,x1=π/8,x2=π/4,x3=3π/8，x4=π/2的节点y0=cosx0=1,y1=cosx1=0.923879,y2=cosx2 =0.707106,y3=cosx3=0.382683,y4=cosx4=0可得 ) ( )(4 ,04 4∏ ∑≠==--=i j j j i j i i x x x x y x P ， 得 P3(x)=1+0.0031x-0.51542x +0.02423 x +0.02 844 x 4(3) 0.5001P π=/ 7.解： 选取0123=0=1=2=3x x x x ，，，为节点 >> T0=[0.0 0.5];x=[1 2 3]';y=[1.25 2.75 3.5]';x0=2.8;T=aitken(x,y,x0,T0) T = 0.0000 0.5000 0.0000 0.0000 0.0000 1.0000 1.2500 2.6000 0.0000 0.0000 2.0000 2.7500 3.6500 4.4900 0.0000 3.0000 3.5000 3.3000 3.2300 3.4820 16 1）拉格朗日差值 ．选取 函数 ],[),sin()cos(ππ-∈+=x x x y x0=-pi:0.5*pi:pi; y0=cos(x0); x=-pi:0.05*pi:pi; if length(x0)~=length(y0) error('The length of x0 must be equal to it of y0'); end w=length(x0); n=w-1; L=zeros(w,w); for k=1:n+1 V=1; for j=1:n+1 if k~=j if abs(x0(k)-x0(j)) 解决方案编号：LX-FS-A86980 安全系统分析标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑 安全系统分析标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 安全系统分析根据设定的安全问题和给予的条件，运用逻辑学和数学方法来描述安全系统，并结合自然科学、社会科学的有关理论和概念，制定各种可行的安全措施方案，通过分析，比较和综合，从中选择最优方案，供决策人员采用。 由于安全系统有自己的某些特点，故系统安全分析与一般的系统分析有如下不同点：1．分析目的的相反性。一般系统分析目的在于对正常运行系统进行分析辨识，以提高系统功能和经济效益，这种分析是常规分析。而系统安全分析目的，在于对可能破坏系统运行的潜在危险因素进行分析。因此必须进行深入 第四章 习题 1．确定下列求积公式中的待定参数，使其代数精度尽量高，并指明所构造出的求积公式所具有的代数精度： （1）()()()()? --++-≈h h h f A f A h f A dx x f 1010； （2）()()()()? --++-≈h h h f A f A h f A dx x f 221010； （3）()()()()[]3/3211 121?-++-≈x f x f f dx x f ； （4）()()()[]()()[]h f f ah h f f h dx x f h '0'2/020 +++≈? 解：（1）求积公式中含有三个待定参数，即101A A A ，，-，将()21x x x f ，，=分别代入求积公式，并令其左右相等，得 ()()??? ???? =+=+-=++---3 1121 110132 02h A A h A A h h A A A 解得h A h A A 34 31011===-，。 所求公式至少具有2次代数精度。又由于 ()() ()() 4 4 4 3 33 3 3 33h h h h dx x h h h h dx x h h h h ? ?--+ -≠ +-≈ 故()()()()? --++-≈h h h f A f A h f A dx x f 1010具有三次代数精度。 （2）求积公式中含有三个待定系数：101A A A ，，-，故令公式对()2 1x x x f ，，=准确成立，得()()??? ???? =+=+-=++---3 1121110131604h A A h A A h h A A A ，解得h h h A h A h A A 34 316424381011-=- =-===-， 故()()()[]()03 43 822hf h f h f h dx x f h h - +-≈ ? - 因()?-=h h dx x f 220 而 ()() []03 83 3 =+-h h h 又[ ]4 45 5 6224 3 83 165 2h h h h h dx x h h += ≠= ? - 系统安全分析 系统安全分析的目的是查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障或事故，保证系统安全运行。 一、系统安全分析的作用、内容及程序 1．系统安全分析的作用在生产过程中导致事故发生的原因是很多的，预防事故需要预先发现、鉴别和判明可能导致发生灾害事故的各种危险因素，尤其是那些潜在的因素，以便于消除或控制这些危险，防止和避免发生灾害事故。因此必须从系统的观点出发，对生产过程运用系统分析的方法进行分析、评价。系统安全分析就是把生产过程或作业环节作为一个完整的系统，对构成系统的各个要素进行全面的分析，找出系统的薄弱环节，判明各种状况的危险特点及导致灾害性事故的因果关系，从而对系统的安全性做出预测和评价，为采取各种有效的手段、方法和行动消除危险因素创造条件。 防止事故的发生就是要辨识危险源、分析危险源和控制危险源。不同类别的危险源所产生的危险与危害也不相同，在进行安全性分析与危险性控制时要有明确的指导思想。典型的安全分析与控制过程可用图1表示。 图1 综上所述，系统安全分析的作用可概括为： （1）能将导致灾害事故的各种因素，通过逻辑图做出全面、科学和直观的描述； （2）可以发现和查明系统内固有的或潜在的危险因素，为安全设计、制定安全技术措施及防止发生灾害事故提供依据； （3）使操作人员全面了解和掌握各项防灾控制要点； （4）可对已发生的事故进行原因分析； （5）便于进行概率运算和定量评价。 2．系统安全分析的内容系统安全分析是从安全角度对系统中的危险因素进行分析，主要分析导致系统故障或事故的各种因素及其相关关系，通常包括如下主要内容： （1）对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析； （2）对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析； （3）对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析； （4）对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析； （5）对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析； （6）对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。 对于流程工业，其安全分析的一个重点就是各种流程。流程的安全分析综合起来主要包括下面的内容： （1）流程的危险； （2）以前的事故和最近的事故损失； （3）工程和行政管理； （4）工程和行政管理故障后果及影响； （5）定性评估这些后果对职员、公众和环境的影响； 第四版 数值分析习题 第一章 绪 论 1. 设x >0,x 的相对误差为δ,求ln x 的误差. 2. 设x 的相对误差为2％,求n x 的相对误差. 3. 下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差限不超过最后一位的半个单位,试 指出它们是几位有效数字: *****123451.1021,0.031,385.6,56.430,7 1.0.x x x x x =====? 4. 利用公式(3.3)求下列各近似值的误差限: ********12412324(),(),()/,i x x x ii x x x iii x x ++其中**** 1234 ,,,x x x x 均为第3题所给的数. 5. 计算球体积要使相对误差限为1％,问度量半径R 时允许的相对误差限是多少? 6. 设028,Y =按递推公式 1n n Y Y -= ( n=1,2,…) 计算到100Y .27.982(五位有效数字),试问计算100Y 将有多大误差? 7. 求方程2 5610x x -+=的两个根,使它至少具有四位有效数字27.982). 8. 当N 充分大时,怎样求 211N dx x +∞ +? ? 9. 正方形的边长大约为100㎝,应怎样测量才能使其面积误差不超过1㎝2 ? 10. 设 212S gt = 假定g 是准确的,而对t 的测量有±0.1秒的误差,证明当t 增加时S 的 绝对误差增加,而相对误差却减小. 11. 序列{}n y 满足递推关系1101n n y y -=-(n=1,2,…),若0 1.41y ≈(三位有效数 字),计算到10y 时误差有多大?这个计算过程稳定吗? 12. 计算6 1)f =, 1.4≈,利用下列等式计算,哪一个得到的结果最好? 3 -- 13. ()ln(f x x =,求f (30)的值.若开平方用六位函数表,问求对数时误差有多大? 若改用另一等价公式 ln(ln(x x =- 计算,求对数时误差有多大? 14. 试用消元法解方程组 { 101012121010; 2. x x x x +=+=假定只用三位数计算,问结果是否可靠? 15. 已知三角形面积 1sin ,2s ab c = 其中c 为弧度, 02c π<<,且测量a ,b ,c 的误差分别为,,.a b c ???证明面积的误差s ?满足 .s a b c s a b c ????≤++ 第二章 插值法 1. 根据( 2.2)定义的范德蒙行列式,令 20000112111 2 1 ()(,,,,)11 n n n n n n n n n x x x V x V x x x x x x x x x x ----== 证明()n V x 是n 次多项式,它的根是01,,n x x - ,且 101101()(,,,)()()n n n n V x V x x x x x x x ---=-- . 2. 当x = 1 , -1 , 2 时, f (x)= 0 , -3 , 4 ,求f (x )的二次插值多项式. 3. 给出f (x )=ln x 的数值表用线性插值及二次插值计算ln 0.54 的近似值. 数值分析计算实习题第三章 第二次作业： 题一： x=-1:0.2:1;y=1./(1+25.*x.^2); f1=polyfit(x,y,3) f=poly2sym(f1) y1=polyval(f1,x) x2=linspace(-1,1,10) y2=interp1(x,y,x2) plot(x,y,'r*-',x,y1,'b-') hold on plot(x2,y2,'k') legend('数据点','3次拟合曲线','3次多项式插值') xlabel('X'),ylabel('Y') 输出：f1 = 0.0000 -0.5752 0.0000 0.4841 f = (4591875547102675*x^3)/81129638414606681695789005144064 - (3305*x^2)/5746 + (1469057404776431*x)/20282409603651670423947251286016 + 4360609662300613/9007199254740992 y1 = -0.0911 0.1160 0.2771 0.3921 0.4611 0.4841 0.4611 0.3921 0.2771 0.1160 -0.0911 x2 = -1.0000 -0.7778 -0.5556 -0.3333 -0.1111 0.1111 0.3333 0.5556 0.7778 1.0000 y2 = 0.0385 0.0634 0.1222 0.3000 0.7222 0.7222 0.3000 0.1222 0.0634 0.0385 题二： X=[0.0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0]; Y=[1.0 0.41 0.50 0.61 0.91 2.02 2.46]; p1=polyfit(X,Y,3) p2=polyfit(X,Y,4) Y1=polyval(p1,X) Y2=polyval(p2,X) 安全分析方法及特点集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289- 安全分析方法及特点要对系统进行安全评价，首先要依赖于安全分析技术。通常安全分析技术可分为定性分析和定量分析两种类型。定性分析能够找出系统的危险性，估计出危险的程度；而且定量分析可以计算出事故发生概率和损失率。系统安全分析的具体技术方法主要有以下几种： （1）故障树分析（FTA） 该方法于1962年起源于美国贝尔电话研究所。它既适用于定性分析，又能定量计算，能全面地对系统危险性进行辨识分析及预测评价，得到了广泛应用。它又称故障树分析或事故逻辑树分析。 故障树是一种演绎地表示故障事件发生原因及其逻辑关系的逻辑树图。上下层故障事件是结果原因关系，它们用逻辑“与”“或”关系连接。最后形成一棵倒立的树状图形。 故障树分析一般要经历资料收集准备、事故树编制、定性定量分析、预防措施制定几个阶段。 （2）事件树分析（ETA） ETA的理论基础是系统工程的决策论。与FTA恰好相反，该方法是从原因到结果的归纳分析法。其分析方法是：从一个起因事件开始，按照事故发展过程中事件出现与不出现，交替考虑成功与失败两种可能性，然后再把这两种可能性又分别作为新的起因事件，坚持分析下去，直到分析最后结果为止。其特点是能够看到事故发生的动态发展过程。在进行定量分析时，各事件都要按条件概率来考虑，即后一事件是在前一事件出 现的情况下出现的，后一种事件选择某一种可能发展途径的概率是在前一事件做出某种选择的情况下的条件概率。 （3）预先危险性分析（PHA） PHA应用于系统安全程序计划的初始阶段或形成设计概念的时候。其目的在于在系统开发的初期阶段，去辨识系统内原有的主要危险因素，确定事故的危险性等级。应用PHA分析方法，首先要把明显的或潜在的危险性调查清楚，然后研究控制这些危险性的可行性，从而制定出相应的控制措施。系统中安全检查表是PHA分析常用的方法。如果在系统开发的初期阶段应用了PHA时，就可以避免在以后因对安全因素考虑不周而返工，造成人力、物力、财力和时间上的浪费，从而能确保系统安全性方面的经济效益。 （4）安全检查表分析技术（SCL） 安全检查表是进行安全检查，发现和查明各种危险和隐患、监督各项安全规章制度的实施，及时发现并制止违章行为的一个有力工具。由于这种检查表可以事先编制并组织实施，自20世纪30年代开始应用以来已发展成为预测和预防事故的重要手段。 （5）故障类型和影响分析（FMEA） FMEA是一种归纳分析法，主要是在设计阶段对系统的各个组成部分，即元件、组件、子系统等进行分析，找出它们所能产生的故障及其类型，查明每种故障对系统的安全所带来的影响，判明故障的重要度，以便采取措施予以防止和消除。FMEA也是一种自下而上的分析方法。 第一章 绪 论 1. 设x >0,x 的相对误差为δ,求ln x 的误差. 2. 设x 的相对误差为2％,求n x 的相对误差. 3. 下列各数都是经过四舍五入得到的近似数,即误差限不超过最后一位的半个单位,试指出它们是几位 有效数字: *****123451.1021,0.031,385.6,56.430,7 1.0.x x x x x =====? 4. 利用公式(3.3)求下列各近似值的误差限: ******** 12412324(),(),()/,i x x x ii x x x iii x x ++其中****1 234,,,x x x x 均为第3题所给的数. 5. 计算球体积要使相对误差限为1％,问度量半径R 时允许的相对误差限是多少? 6. 设028,Y =按递推公式 11 783100n n Y Y -=- ( n=1,2,…) 计算到100Y .若取783≈27.982(五位有效数字),试问计算100Y 将有多大误差? 7. 求方程2 5610x x -+=的两个根,使它至少具有四位有效数字(783≈27.982). 8. 当N 充分大时,怎样求 2 11N dx x +∞ +? ? 9. 正方形的边长大约为100㎝,应怎样测量才能使其面积误差不超过1㎝2 ? 10. 设 2 12S gt = 假定g 是准确的,而对t 的测量有±0.1秒的误差,证明当t 增加时S 的绝对误差增加, 而相对误差却减小. 11. 序列 {}n y 满足递推关系1101n n y y -=-(n=1,2,…),若02 1.41y =≈(三位有效数字),计算到10 y 时误差有多大?这个计算过程稳定吗? 12. 计算6(21)f =-,取2 1.4≈,利用下列等式计算,哪一个得到的结果最好? 3 63 11,(322),,9970 2. (21)(322)--++ 13. 2()ln(1)f x x x =- -,求f (30)的值.若开平方用六位函数表,问求对数时误差有多大?若改用另一等 价公式 22ln(1)ln(1)x x x x --=-++ 计算,求对数时误差有多大? 14. 试用消元法解方程组 { 101012121010;2. x x x x +=+=假定只用三位数计算,问结果是否可靠?安全系统分析标准范本
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